当前课程知识点:声纳技术 >  第六章 声纳测速技术 >  6.3 又见脉冲——脉冲测速法 >  6.3.1 学习视频

返回《声纳技术》慕课在线视频课程列表

6.3.1 学习视频在线视频

6.3.1 学习视频

本知识点讲解了两种测速方法:回波脉冲比较法和记录仪法,并分析了其优缺点。

下一节:6.3.2 本节课件

返回《声纳技术》慕课在线视频列表

6.3.1 学习视频课程教案、知识点、字幕

大家好

本次课我们学习脉冲测速法

在位变率法测速中

我们说径向速度是距离的变化率

可以通过两次测距

来实现径向速度的测量

由于仅讨论径向速度

不用跟切向速度进行区分

所以我们这里直接用V

来表示径向速度

对于主动声纳而言

测距的方法可以有很多种

脉冲测距就是比较直接的一种

在导语中我们也提到过

可以通过两次脉冲测距的方法

来进行目标测速

如图所示

在间隔T时间内分别发射两个脉冲

第一个脉冲的回波对应距离R1

第二个脉冲的回波对应距离R2

从而可以得到目标的径向速度

在实际应用中

采用的是这种测速法的两种变形方法

回波脉冲比较法和记录仪法

本次课我们就重点学习这两种测速方法

首先来学习回波脉冲比较法

其原理如图所示

接收机把接收到的脉冲信号分成两路

一路通过延迟

加到相减设备上

另一路直接输到相减设备

延迟的时间正好为发射脉冲的重复周期T

减法器把这两路信号相减输出

我们来看一下它的波形图

首先发射两个时间间隔

为T的脉冲信号

表示先后发射的两个脉冲

经过一段时间后的接收回波如图

其相对于发射脉冲的延迟分别为τ1 τ2

当目标与本舰无相对径向运动时

τ1=τ2=2 R/c

把第一个脉冲回波延迟一个周期后

刚好和第二个脉冲回波同时出现

相减结果显然为0

当目标与本舰有相对径向运动时

假设其相向而行

此时τ1必然不再等于τ2

延迟后相减不再为0

可以看出

相对运动的速度越大

相减后输出的脉冲越宽

将该输出信号加到指示器上

便可以通过测量脉宽来测得目标的速度

第一回波和第二回波分别对应

的目标距离为R1=1/2 cτ1

和R2=1/2 cτ2

因此可以得到目标径向运动速度vr

其中τ2-τ1

即为延迟相减后的脉冲宽度

注意

这里得到的是目标径向速度的大小

没有正负之分

那么

这里有一个需要注意的问题就是

目标的速度是否能够无限高呢

答案是不可以

如图所示

当第二个回波脉冲与第一个回波脉冲

延迟后的脉冲无重叠时

相减输出的脉冲宽度永远是一样宽的

都等于脉冲本身的宽度

无法测速

左图正好为临界状况

因此

为了保证相减器输入脉冲有重叠

必须满足|τ2-τ1 |≤τ0

τ0为发射脉冲的宽度

带入脉冲测速公式

得到该式

其中vrmax为允许测量的最大速度

由该式可以看出

为了保证正常工作

我们需要增大脉宽τ0

或者是减小脉冲的重复周期T

也就是提高重复频率

接下来学习记录仪法

有些主动声纳上有记录仪

它能把目标距离记录在记录纸上

如图所示

记录仪笔尖的起始位置正好在记录仪的左边

发射一个脉冲后就开始向右移动

接收到回波时笔尖就在记录纸上

记下一个痕迹

从起始点到这个记号所走的时间

就对应声波来回所需要的时间t

笔尖的移动速度为vp

可以看出t=l/vp =2R/c

其中R为目标距离

c为声速

根据这个比例关系

就可以直接从记录仪上读出目标距离

另外

记录仪除了笔尖是移动的外

记录纸也是移动的

它以速度vg缓慢的向下移动

使每发射一次脉冲记录一条线

或者说一个痕迹

每两条线之间的时间间隔

正好是发射脉冲的重复周期T

每两个记录线就对应两个目标距离

就可以求出一个目标径向速度

因此

可以说记录仪法实际上

就是脉冲测速法的一种实现方式

当目标与声纳的相对距离不变时

可得

l=(2vp)/c R

为常数

当目标与声纳间的相对距离

随时间变化时

即R=R(t)

则l也变成lt

成为时间的函数

又因为目标的径向速度vr=dR(t)/dt

带入得到右式

因此

只要测得l随时间的变化率

就可以测得速度

将变化率写成增量的形式

因记录仪上两条记录线之间的

时间间隔是发射信号的重复周期T

可作为时间增量Δt

Δl是二条记录线上

二个回波记录痕迹的位置差

若两条记录线间隔为D

记录纸向下移动的速度为vg

则有D=vg⋅T

且Δl=Dtanφ

φ正好是信号痕迹切线与纵轴之间的夹角

这样就可以得到vr的表达式

也就是说

只要测出信号痕迹切线

与纵轴之间的夹角

就可以通过变换得到目标的径向速度

当目标与声纳间是等速变化时

测得的回波痕迹是一条直线

这时夹角φ很容易求得

也很容易测得径向速度vr

在记录仪上有经换算后的刻度和标尺

只要把标尺对准目标回波轨迹

的切线就可直接读出速度值

这种方法实质上仍然是在求距离的变化率

它和位变率法没有本质区别

只不过时间间隔变成了T

记录仪法简单 方便 可靠

不需要外加特殊的设备

但它的测定需花较长的时间

因为声纳仅发一次信号是不能测速的

必须要发两次以上的信号才可以进行

小结

本次课我们学习了

回波脉冲比较法和记录仪法

两种径向速度的测量方法

其原理都是通过两次测距来进行测速的

本次课就学到这里

再见

声纳技术课程列表:

【向海图强】人民海军宣传视频

- 人民海军71周年宣传视频

第一章 绪论

-学习本课程的参考书目和其它资源

-课程知识图谱

-1.1 从美人鱼看什么是声纳

--1.1.1 学习视频

--1.1.2 学习课件

--1.1.3 本节小测验

-1.2 声纳的发展简史

--1.2.1 学习视频

--1.2.2 学习课件

--1.2.3 本节小测验

-【院士论坛】李启虎:声呐技术助推海洋强国梦

-【必须要面对的问题】“纳”还是“呐”

-1.3 从一艘潜艇看声纳的分类

--1.3.1 学习视频

--1.3.2 学习课件

--1.3.3 本节小测验

-1.4 声纳方程

--1.4.1 学习视频

--1.4.2 学习课件

--1.4.3 本章小测验

--【学习小窍门】声纳参数的记忆方法

-【选学内容】声纳方程复习视频

-1.5 声纳系统的战术和技术指标

--1.5.1 学习视频

-教材电子版

-【讨论】声纳的应用和发展

-【拓展讨论】水下通信

-【好文分享】反水下作战技术发展浅析——科学总在不断进步中

第二章 主动声纳信号

-2.1 初识声纳信号

--2.1.1 学习视频

--2.1.2 学习课件

--2.1.3 本节小测验

--【讨论】声纳和雷达

-2.2 主动声纳信号的描述

--2.2.1 学习视频

--2.2.2 学习课件

--2.2.3 本节小测验

--【 补充资料】关于傅里叶变换的“神解释”

-2.3 从汽笛声看多普勒频移

--2.3.1 学习视频

--2.3.2 学习课件

--2.3.3 本节小测验

--【讨论】多普勒的应用

-2.4 从分辨力的角度看模糊函数

--2.4.1 学习视频

--2.4.2 学习课件

--2.4.3 本节小测验

-2.5 常用主动声纳信号之CW信号分析

--2.5.1 学习视频

--2.5.2 学习课件

--2.5.3本节小测验

-2.6 常用主动声纳信号之LFM信号分析

--2.6.1 学习视频

--2.6.2 学习课件

--2.6.3 本节小测验

-【补充讲解】双曲线调频信号

-教材电子版

-【学习资料】本章知识导图

-【人物故事】傅里叶的坎坷人生——坚持成就梦想

第三章 声纳定向技术

-3.1 振幅测向——最大值测向

--3.1.1 学习视频

--3.1.2 学习课件

--3.1.3 本节小测验

--【讨论】最大值测向的应用

-3.2 振幅测向——振幅差值法测向

--3.2.1 学习视频

--3.2.2 学习课件

--3.2.3 本节小测验

-3.3 相位法测向

--3.3.1 学习视频

--3.3.2 学习课件

--3.3.3 本节小测验

--【讨论】二元测向的应用

-3.4 相位法测向的多值性问题

--3.4.1 学习视频

--3.4.2 学习课件

--3.4.3 本节小测验

-教材电子版

第四章 声纳的波束形成技术

-4.1 从手电筒操作看波束形成的原理

--4.1.1 学习视频

--4.1.2 学习课件

--4.1.3 本节小测验

-4.2 加权和加档

--4.2.1 学习视频

--4.2.2 学习课件

--4.2.3 本节小测验

-4.3 直线单波束的指向性

--4.3.1 学习视频

--4.3.2 学习课件

--4.3.3 本节小测验

-4.4 直线多波束的相关问题

--4.4.1 学习视频

--4.4.2 学习课件

--4.4.3 本节小测验

-4.5 波束形成器

--4.5.1 学习视频

--4.5.2 学习课件

--4.5.3 本节小测验

--补充讲解-波束形成器

-教材电子版

-【补充学习资料】学员作业展示

-【网红小课堂】李永乐老师讲压电效应

-【看视频答问题】请解释一下视频中的问题答案

第五章 声纳测距技术

-5.1 测距导语

--5.1.1 学习视频

--5.1.2 学习课件

--5.1.3 本节小测验

-5.2 脉冲测距法

--5.2.1 学习视频

--5.2.2 学习课件

--5.2.3 本节小测验

--【讨论】长脉冲or短脉冲?

-5.3 调频信号测距法

--5.3.1 学习视频

--5.3.2 本节课件

--5.3.3 本节小测验

-5.4 调频信号测距法——动目标测距

--5.4.1 学习视频

--5.4.2 学习课件

--5.4.3 本节小测验

-5.5 潜艇侧面为什么有三个阵

--5.5.1 学习视频

--5.5.2 学习课件

--5.5.3 本节小测验

-【选学内容】5.6相位测距法

--5.1.1 学习视频

--5.6.2 学习课件

-教材电子版

第六章 声纳测速技术

-6.1 测速导语

--6.1.1 学习视频

--6.1.2 学习课件

--6.1.3 本节小测验

-6.2 矢量速度的测量

--6.2.1 学习视频

--6.2.2 学习课件

--6.2.3 本节小测验

--【讨论】位变率法的应用

-6.3 又见脉冲——脉冲测速法

--6.3.1 学习视频

--6.3.2 本节课件

--6.3.3 本节小测验

--补充讲解——三种测速方法对比

-6.4 目标多普勒测速法

--6.4.1 学习视频

--6.4.2 本节课件

--6.4.3 本节小测验

-6.5 本舰多普勒测速法——基本原理和发射波形

--6.5.1 学习视频

--6.5.2 本节课件

--6.5.3 本节小测验

-6.6 【选学内容】本舰多普勒测速法——误差分析

--6.6.1 学习视频

--6.6.3 本节小测验

--6.6.2 本节课件

-6.7 相关测速

--6.7.1 学习视频

--6.7.2 学习课件

--6.7.3 本节小测验

-教材电子版

第七章 声纳信号的发送与接收

-7.1 声纳发射机

--7.1.1 学习视频

--7.1.2 学习课件

--7.1.3 本节小测验

-7.2 声纳接收机

--7.2.1 学习视频

--7.2.2 学习课件

--7.2.3 本节小测验

-7.3 设备会说谎吗?

--7.3.1 学习视频

--7.3.2 学习课件

--7.3.3 本节小测验

-7.4 相控发射

--7.4.1 学习视频

--7.4.2 学习课件

--7.4.3 本节小测验

--【讨论】相控雷达和相控声纳

-【选学内容】7.5 匹配滤波器的原理

--7.5.1 学习视频

--7.5.2 学习课件

-【选学内容】7.6 主动声纳信号的匹配滤波

--7.6.1 学习视频

--7.6.2 学习课件

-教材电子版——声纳信号的发射与接收部分

-教材电子版——声纳信号处理部分

第八章 航空声纳系统

-8.1 航空声纳浮标系统

--8.1.1 学习视频

--8.1.2 学习课件

--8.1.3 本节小测验

--【装备发展】——美国声纳浮标装备的前世今生

-8.2 航空吊放声纳系统

--8.2.1 学习视频

--8.2.2 学习课件

--8.2.3 本节小测验

-【好文分享】直-9反潜直升机及发展

-【拓展讨论】航空反潜的手段

说出你的想法

-思政讨论:“无暇号”和中国渔船

视频资料分享与学生视频介绍展示

-视频1——声纳浮标的工作过程

-视频2——二战反潜

-视频3——P-8A介绍

-向自己的家人介绍声纳系统——小猪佩奇版

-向自己的家长介绍声纳系统——萌宠提问版

-向自己的家人介绍声纳系统——亲子感动版

-向自己的家人介绍声纳系统——家有乌龟版

-向自己的家人介绍声纳系统——人工智能对话版

-向自己的家人介绍声纳系统——妈妈给我当学生

期末考试

-期末考试

6.3.1 学习视频笔记与讨论

也许你还感兴趣的课程:

© 柠檬大学-慕课导航 课程版权归原始院校所有,
本网站仅通过互联网进行慕课课程索引,不提供在线课程学习和视频,请同学们点击报名到课程提供网站进行学习。